導語：如何才能寫好一篇虛擬仿真技術(shù)的優(yōu)勢，這就需要搜集整理更多的資料和文獻，歡迎閱讀由公務(wù)員之家整理的十篇范文，供你借鑒。

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Abstract： At present， there are some difficult problems such as high cost， high quality of practical teaching in vocational and technical education， the practical training difficult to imitate， the teaching effect of practical training is difficult to control. It is difficult to cultivate high quality technical skills to meet the needs of enterprises. In this paper， we can design 3D virtual simulation training to meet the needs of the professional growth to solve the problem of the quality and efficiency of personnel training in the training classroom， promote the transformation and innovation of the traditional teaching mode， and promote the integration of information technology and education teaching.

關(guān)鍵詞： 游戲互動；3D虛擬仿真；職業(yè)人；學習地圖

Key words： the interaction of the game；3D virtual practice；professional person；learning map

中圖分類號：G71 文獻標識碼：A 文章編號：1006-4311（2016）03-0236-02

0 引言

隨著科技技術(shù)的飛速發(fā)展，社會衍生出對高素質(zhì)、技術(shù)技能型復合人才的大量需求，而職業(yè)院校的畢業(yè)生卻又較難找到合適的工作，“招工、就業(yè)”兩難現(xiàn)象越演越烈[1-2]?，F(xiàn)階段人才職業(yè)素養(yǎng)、綜合技術(shù)技能與企業(yè)實際要求的巨大反差無疑是導致這一問題的最主要、最直接的原因。究其問題主要在于：一是職業(yè)院校普遍存在生產(chǎn)性實訓設(shè)備投入成本過高、生產(chǎn)性實訓條件缺乏、學生實訓難以保證的問題；二是傳統(tǒng)實踐教學與訓練主要以技能訓練為主，普遍存在與職業(yè)素質(zhì)培養(yǎng)融入不夠、與真實環(huán)境脫離的問題；三是隨著信息化設(shè)備（智能手機等）的普及，職業(yè)院校實訓課堂上普遍存在玩手機的現(xiàn)象，學生難以由被動學習轉(zhuǎn)化到主動學習的問題。這些問題又嚴重制約著實踐教學綜合效益的發(fā)揮，影響人才培養(yǎng)質(zhì)量及效率，難以培養(yǎng)適應(yīng)企業(yè)需要的高素質(zhì)技術(shù)技能人才[3]。

基于此，本文以應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)為例，構(gòu)建職業(yè)人職業(yè)成長的學習地圖，創(chuàng)立“533”職業(yè)人成長訓練體系（生產(chǎn)五要素、職業(yè)發(fā)展三路徑和能力三層級），開發(fā)融入游戲理念、虛實結(jié)合、3D場景再現(xiàn)的應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)虛擬實訓系統(tǒng)。通過推廣應(yīng)用，以期破解實訓教學中的人才培養(yǎng)質(zhì)量及效率低的問題，促進傳統(tǒng)實訓教學模式的轉(zhuǎn)變與創(chuàng)新，推進信息技術(shù)與教育教學的深度融合，為職業(yè)院校信息化實踐教學的應(yīng)用及推廣提供借鑒。

1 依據(jù)認知和成長規(guī)律，構(gòu)建職業(yè)人職業(yè)成長的學習地圖

遵循職業(yè)人認知和成長規(guī)律，校企合作，充分調(diào)研電子產(chǎn)品生產(chǎn)設(shè)計與制造、電子設(shè)備生產(chǎn)、電子元器件生產(chǎn)等各種類型企業(yè)，獲取行業(yè)技術(shù)、技能人才崗位職責等重要信息，確定應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)能力素質(zhì)目標要求，明確3D虛擬仿真與專業(yè)的關(guān)系、與課程的關(guān)系。調(diào)研電子信息產(chǎn)業(yè)鏈的設(shè)計、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)四個環(huán)節(jié)，對技術(shù)工等技能崗位、工藝員等技術(shù)崗位、班組長等管理崗位三條電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)人職業(yè)發(fā)展路徑中電子產(chǎn)品調(diào)試崗位、產(chǎn)品裝接等崗位進行職業(yè)能力分析。并將完成電子技術(shù)專業(yè)設(shè)計、生產(chǎn)、銷售與服務(wù)崗位群的一般工作任務(wù)、特定范圍內(nèi)工作任務(wù)、創(chuàng)新工作任務(wù)等三種能力水平，界定電子技術(shù)專業(yè)職業(yè)人的職業(yè)能力水平等級。借鑒主流企業(yè)提升人力資源管理水平和實踐效果的重要工具，即能力素質(zhì)模型，構(gòu)建能支撐應(yīng)用電子技術(shù)專業(yè)人才培養(yǎng)目標的3D虛擬實訓系統(tǒng)的職業(yè)人職業(yè)成長學習地圖（基于崗位能力和業(yè)務(wù)問題設(shè)計的成長路徑）。

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關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；電子信息類專業(yè)；教學

虛擬仿真技術(shù)，是一種借助于計算機進行圖形處理，實現(xiàn)圖像再現(xiàn)的方法，將其引入電子信息類專業(yè)教學中，有助于提高教學質(zhì)量與學生興趣，拓展學生的知識面，豐富課堂的教學內(nèi)容，培養(yǎng)學生的應(yīng)用創(chuàng)新意識與能力。

一、虛擬仿真技術(shù)及其在電子信息類專業(yè)教學中的應(yīng)用優(yōu)勢

虛擬仿真技術(shù)在電子信息類專業(yè)教學中的應(yīng)用，主要體現(xiàn)在兩個方面，一是虛擬儀器，二是仿真。其中，虛擬儀器利用“軟件即儀器”的思路，借助于虛擬仿真軟件，實現(xiàn)了一系列儀器的功能。仿真是指借助于模型開展電子信息類實驗，通過仿真軟件等的模擬功能，模擬實驗環(huán)境與過程，達到教學實踐與理論相結(jié)合的目的。

虛擬仿真技術(shù)在電子信息類專業(yè)教學中的應(yīng)用，改變了傳統(tǒng)的以教師為中心的單項輸入式教學模式，通過指導性的虛擬實驗設(shè)計與自主學習活動設(shè)計，增強了學生的主體地位，最大化地節(jié)約實驗教學成本，打破了時空的限制，可在任何地點、任何時間進行電路仿真，便于利用便攜式硬件及虛擬儀器驗證仿真結(jié)果，極大地提升了實驗效果。學生可以借助于虛擬仿真技術(shù)迅速完成實驗，避免了大量枯燥的反復操作，提升了教學實驗測量、顯示精度，節(jié)約了該環(huán)節(jié)所需時間，為學生提供了更多實驗探索設(shè)計的機會，同時，還確保了實驗過程的安全性。

二、電子信息類專業(yè)教學中虛擬仿真技術(shù)的典型應(yīng)用

1.Multisim軟件

該軟件是NI公司所研發(fā)的一款專業(yè)化電子仿真軟件，具有操作簡便、易上手等優(yōu)勢，其元器件十分豐富，而虛擬實驗儀器更是功能強大，不僅提供了萬用表、示波器等多種常用儀器，還兼具虛擬網(wǎng)絡(luò)分析、頻譜分析等功能，操作方便。該軟件在電路類課程中的應(yīng)用十分廣泛，由于通信子線路課程具有較大的難度，理論知識過于抽象，因此，理論教學無法使學生深刻地理解。若想采用專業(yè)化通信設(shè)備，就要投入龐大的資金，這也是很多學校無法承擔的，因此，可以借助于虛擬仿真軟件模擬實驗過程。

例如，在講解調(diào)制解調(diào)器時，為了幫助學生理解三種調(diào)制，可以利用Multisim軟件進行二極管橋型調(diào)幅電路的繪制，借助于“虛擬示波器”XSC1，就調(diào)幅信號所觀測到的波形進行展示，這樣學生可以清晰地看到波形變化與調(diào)載幅度變化保持一致，頻率、相位并沒有發(fā)生變化，學生可以對任意參數(shù)進行修改，并對波形變化規(guī)律進行觀察，無需擔心會對測試儀器造成破壞。利用該軟件幫助學生學會如何使用虛擬示波器，再碰到實物示波器時，學生就能從容地操作了。

2.Proteus軟件

該軟件包括ISIS、ARES兩個軟件，其中，ISIS是一款電子系統(tǒng)仿真軟件，能夠?qū)δM、數(shù)字、模數(shù)混合電路進行仿真，并對微控制器系統(tǒng)及其電子元器件進行仿真，實現(xiàn)了軟硬件的充分結(jié)合與實時仿真。以單片機課程中的LED點陣為例，其雖然結(jié)構(gòu)較為簡單，但加上驅(qū)動電路，要想使學生理解其顯示原理仍較困難。可以利用Proteus軟件，繪制8×8點陣電路圖，點陣行采用74LS245作為驅(qū)動，由P2口進行控制，點陣列由P1口進行控制，并動態(tài)顯示出來，再將源代碼裝入單片機，即可實現(xiàn)模擬仿真。采用該軟件仿真極大地調(diào)動了學生的興趣，便于其更好地理解LED顯示原理。

3.MAX+plus II軟件

該軟件包括設(shè)計輸入、處理、校驗、編程下載等四大部分，提供諸如VHDL、AHDL等多種硬件設(shè)計的輸入語言功能。該軟件為硬件編程提供了條件，實現(xiàn)了硬件的在線升級，可以根據(jù)自身需求設(shè)計出獨一無二的集成電路，因而在數(shù)字電子技術(shù)課程中有廣泛的應(yīng)用。例如，在設(shè)計一位全加器時，包括三種輸入ain、bin、cin和兩個輸出sum、cout，通過繪制其內(nèi)部原理圖，軟件可自動生成全加器邏輯符號，并對其邏輯波形進行觀察。通過對波形時序關(guān)系進行分析，明確所設(shè)計全加器是否存在錯誤，是否需要修正。若無問題，可以選擇菜單中的芯片型號，如選取EPM7128SLC84-15芯片，并對管腳重新加以分配、定位，將編程進行下載，完成操作過程。

三、結(jié)語

如今，虛擬仿真技術(shù)已經(jīng)成為創(chuàng)新型電子信息類專業(yè)人才培養(yǎng)的必要手段。通過虛實結(jié)合、虛實互補模式，提高學生綜合應(yīng)用、工程實踐與創(chuàng)新的能力，同時，實現(xiàn)了電子信息類專業(yè)教學資源的開放化與深度共享，全面提高電子通信類專業(yè)的教學效果。

參考文獻：

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[關(guān)鍵詞]游戲引擎；機械動力仿真；虛擬現(xiàn)實技術(shù)

中圖分類號：TP391.9；TD672 文獻標識碼：A 文章編號：1009-914X（2014）33-0225-02

一、引言

三維游戲由于引擎技術(shù)在建模技術(shù)、物理引擎技術(shù)、復雜環(huán)境的高質(zhì)量實時渲染技術(shù)、動畫技術(shù)、人工智能技術(shù)、對象的行為控制技術(shù)等各方面不斷的完善和強大，已經(jīng)極大地引起了人們的關(guān)注和重視。游戲引擎不再僅用于游戲娛樂產(chǎn)業(yè)的開發(fā)，更多的滲透到了教育軟件開發(fā)、虛擬現(xiàn)實應(yīng)用、動畫影視（特技）制作、軍事訓練、實時模擬等人類生活的各個領(lǐng)域。極大地改變了人們的生活方式和思維方式。

游戲引擎技術(shù)尤其物理引擎技術(shù)不斷的研究發(fā)展，讓我們意識到仿真虛擬機械動力的可能性。利用游戲引擎虛擬機械運動，將為開發(fā)教育游戲中的虛擬物理實驗、網(wǎng)上數(shù)字科技館、娛樂型游戲中的機械道具和多樣化游戲任務(wù)等具有重要的應(yīng)用價值和研究意義。

傳統(tǒng)的機械動力仿真技術(shù)和虛擬現(xiàn)實技術(shù)雖然在一定程度上也能虛擬機械的運動，但是由于那些技術(shù)不可避免的弊端對機械動力仿真技術(shù)應(yīng)用在其他領(lǐng)域形成了瓶頸。傳統(tǒng)的機械工業(yè)仿真技術(shù)缺乏交互性，設(shè)計復雜，表現(xiàn)單調(diào)。隨著多媒體技術(shù)、計算機動畫技術(shù)、虛擬現(xiàn)實技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)等技術(shù)的滲入，以VRML（Virtual Reality Modeling Language虛擬現(xiàn)實造型語言）或Cult3D為代表的技術(shù)給機械仿真領(lǐng)域帶來了交互性，但是由于傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)固有的特性，如運動行為的硬編碼、交互性差、畫面不流暢、系統(tǒng)實現(xiàn)復雜等，使得基于游戲引擎技術(shù)虛擬機械動力的技術(shù)具有很大的優(yōu)勢和更大的發(fā)展前景。

本論文研究的技術(shù)充分利用了游戲平臺的優(yōu)勢，它不僅具有傳統(tǒng)虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)所有的優(yōu)點，而且具有3D游戲般的交互性和逼真的動力學模擬。從開發(fā)角度而言，游戲引擎的實時渲染能力、快速的計算能力、組件化、可重用性以及面向?qū)ο蟮木幊谭绞降?，都使得?yīng)用游戲引擎成為一種非常便捷和有效的仿真技術(shù)手段。本文描述了利用游戲引擎模擬簡單的機械動力實例的核心技術(shù)。

二、機械動力仿真技術(shù)研究背景

概念設(shè)計是機械設(shè)計過程中的最初階段，主要目的是獲得產(chǎn)品的本質(zhì)形狀。[3]機械仿真技術(shù)的發(fā)展為機械工業(yè)概念設(shè)計注入了新的活力。計算機運算處理能力的提高為機械系統(tǒng)的仿真提供了更好的基礎(chǔ)。

我國機械系統(tǒng)傳統(tǒng)的計算機輔助工具多數(shù)是AutoCAD， Pro/E， Solid Works， Solid Edge， 3D MAX等2D和3D軟件，此類建模軟件含有大量的圖形文件，容量較大，不利于網(wǎng)上傳輸和遠程控制。同時這種方式建立的三維模型是靜態(tài)的，動畫是設(shè)計者事先設(shè)計好的一副副二維動畫，用戶只是被動的接受，而不能按照自己的意愿進行實時交互式仿真。

虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種更為人性化的交互技術(shù)，近幾年來逐漸滲透到各個應(yīng)用領(lǐng)域。虛擬現(xiàn)實技術(shù)的沉浸特征、交互特征和構(gòu)想特征，剛好彌補了上述傳統(tǒng)方法的不足。因此，運用虛擬現(xiàn)實的方法實現(xiàn)機械設(shè)計系統(tǒng)成為必然。傳統(tǒng)的機械仿真都是代碼編寫控制的運動效果，沒有實現(xiàn)通過物體間力的作用而讓物體產(chǎn)生運動，所以不免比較生硬，不能具有可復用性和柔性。

綜上可知，機械工業(yè)虛擬仿真技術(shù)由于其復雜性、綜合性決定了開發(fā)的困難，因此勢必需要一些工具來輔助開發(fā)，游戲引擎由于其本身的特點，成為開發(fā)機械工業(yè)虛擬系統(tǒng)的有力工具。

三、游戲引擎技術(shù)

1.三維游戲引擎

一般而言，三維游戲引擎包括：引擎內(nèi)核、三維圖形引擎、物理引擎、人工智能系統(tǒng)、3D模型和圖像庫、網(wǎng)絡(luò)引擎、輸入系統(tǒng)。三維游戲引擎中各子系統(tǒng)關(guān)系可由（圖1）表示。

2.游戲引擎技術(shù)的優(yōu)勢

（1）利用游戲引擎可以簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)時間，降低制作成本。

（2）游戲引擎中強大的物理引擎為該機械動力仿真系統(tǒng)提供了保障，這也是不同于其他虛擬現(xiàn)實技術(shù)的閃光點。

（3）該游戲引擎能快速嵌入到網(wǎng)頁中運行，因此，極大的活躍了網(wǎng)頁式三維虛擬現(xiàn)實技術(shù)，因為傳統(tǒng)的三維網(wǎng)頁虛擬技術(shù)在WEB中運行效果不是很好，運行緩慢，效果單調(diào)，交互性差，游戲引擎技術(shù)的支持在一定程度上可彌補這些不足。

（4）游戲引擎的最大特點是可以實時渲染，這樣使得開發(fā)者可以及時瀏覽和調(diào)整系統(tǒng)。Unity3D游戲引擎甚至可以支持在程序運行時改動場景中物體的屬性。這樣的實時性改變，使得開發(fā)者能迅速獲得最佳的設(shè)置效果值。

（5）基于游戲引擎技術(shù)開發(fā)的機械動力仿真系統(tǒng)，具有游戲般的交互能力，活躍了機械展示的表達方式。

（6）在游戲引擎平臺上的二次編程代碼被稱為“腳本”，大多數(shù)腳本語言都是面向?qū)ο蟮木幊烫攸c，具有封裝、多態(tài)、可復用性等特性。簡單易學，使虛擬系統(tǒng)設(shè)計者易于開發(fā)應(yīng)用。

四、主要結(jié)論

3D游戲引擎技術(shù)最大的特點就是它把一個程序中可以重復利用的部分，以精巧的模塊組織起來，將其規(guī)格化、最佳化，以利于程序重用技術(shù)。利用引擎不僅可以開發(fā)出“景物真實、動作真實、感覺真實”的三維系統(tǒng)，更重要的是利用它我們可以節(jié)省大量的人員和資金，簡化系統(tǒng)制作的復雜度，縮短開發(fā)時間，降低制作成本，并且游戲引擎普遍具有的FPS（First Person Shooting第一人稱射擊游戲）特性，這一特點可以巧妙的應(yīng)用于交互設(shè)計中。游戲引擎的實時渲染、動態(tài)編譯和可視化編輯功能有效解決了傳統(tǒng)的虛擬現(xiàn)實技術(shù)中存在的渲染耗費時間和硬件成本的問題。

3D游戲引擎最吸引人的是它的強大的PhysX物理引擎和真實的圖形渲染引擎。強大的功能會提升研究的成功性。從開發(fā)方面考慮，該引擎的腳本語言近似c#或javascript，使得開發(fā)輕車熟路，而且腳本是動態(tài)編譯的，運行速度和匯編接近，不會因為腳本的問題而影響系統(tǒng)的執(zhí)行效率。從方面考慮，該引擎支持跨平臺，而且用該引擎開發(fā)的作品可以通過網(wǎng)頁直接運行，是3D虛擬現(xiàn)實作品輕松實現(xiàn)網(wǎng)頁漫游的良好解決方案。

參考文獻

[1] 楊紅娟，周以齊，石柏成，陳成軍.機械系統(tǒng)虛擬現(xiàn)實建模方法的研究.中國圖像圖形學會.642～646.

[2] 劉強，劉春全.機械動力仿真軟件在抽油機運動學上的應(yīng)用.裝備制造技術(shù)，2008年，第12期.49～51.

[3] 石其樂.簡易型虛擬現(xiàn)實技術(shù)的實現(xiàn).寧夏工程技術(shù)，2003 年8 月，第2 卷第3期：227～245

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關(guān)鍵詞：電子技術(shù)行業(yè) 虛擬仿真技術(shù) 應(yīng)用

中圖分類號：TP391.9 文獻標識碼：A 文章編號：1007-9416（2016）06-0000-00

電子技術(shù)行業(yè)的各類設(shè)備產(chǎn)品必須具備良好的設(shè)計方案才能夠保障其工作狀態(tài)的理想。電子行業(yè)具有產(chǎn)品更新快研發(fā)周期短的特點。為了滿足不斷發(fā)展的市場需求，加快產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的升級，在核心技術(shù)領(lǐng)域取得重大突破，電子行業(yè)必須采用新的研究方法和技術(shù)。虛擬仿真研究是目前電子行業(yè)所廣泛采用的一種新的方法和技術(shù)。本文即以直流穩(wěn)壓電源以及數(shù)控機床為切入點，對虛擬仿真技術(shù)在上述兩個領(lǐng)域中的應(yīng)用要點及價值進行分析與探討。

1 虛擬仿真技術(shù)概述

虛擬仿真技術(shù)即虛擬現(xiàn)實技術(shù)，也可稱之為模擬技術(shù)，技術(shù)核心是用一個完全虛擬的系統(tǒng)對另一個真實存在的系統(tǒng)進行模擬。此項技術(shù)涉及到多個學科，是計算機圖形、人機交互、傳感技術(shù)、以及人工智能等多個學科的交叉綜合領(lǐng)域。虛擬仿真技術(shù)主要包括三個方面的含義：第一是借助于計算機所生成環(huán)境具有虛擬性的特點；第二是人對這種虛擬環(huán)境的感知是高度逼真的；第三則是人可以通過自然的方法與虛擬系統(tǒng)實現(xiàn)交互，系統(tǒng)可響應(yīng)人的動作并作出合理的反應(yīng)。

當前虛擬仿真技術(shù)被廣泛應(yīng)用于包括汽車制造、道路橋梁、油田礦井、教育教學、電子技術(shù)、以及水利電力等在內(nèi)的多個行業(yè)中，體現(xiàn)出了包括交互性、沉浸性、虛幻性、以及逼真性這四個方面的特點。對于電子技術(shù)行業(yè)而言，虛擬仿真技術(shù)的最主要優(yōu)勢是可對產(chǎn)品設(shè)計或優(yōu)化方案在實踐前通過高度仿真的模擬環(huán)境進行分析，以驗證方案的可靠性以及有效性，兼顧實現(xiàn)了提高效率，縮短周期，以及控制費用等方面的性能優(yōu)勢，有推廣價值。

2 虛擬仿真技術(shù)在直流穩(wěn)壓電源中的應(yīng)用

直流穩(wěn)壓電源的組成部分包括電源變壓器、濾波電路、整流電路、以及穩(wěn)壓電路四個部分。電網(wǎng)供給的交流電壓在經(jīng)過電源變壓器降壓處理后得到與電路需求相對應(yīng)的交流電壓，然后經(jīng)由整流電路變化為方向恒定、大小伴隨時間變化而變化的單線脈動電壓，并經(jīng)過濾波電路進行濾過（濾過交流分量），通過此環(huán)節(jié)處理后得到相對平滑的脈動電壓。最后經(jīng)過穩(wěn)壓電路處理，以確保電網(wǎng)電壓以及負載水平在發(fā)生改變時電壓維持在穩(wěn)定狀態(tài)下。為更加清晰的了解整個電路的工作原理與運行情況，可以借助于虛擬仿真軟件，在軟件模擬環(huán)境下通過設(shè)置開關(guān)或調(diào)整電路結(jié)構(gòu)的方式觀察示波器所呈現(xiàn)出的波形變化。本研究中引入Multisim10虛擬仿真軟件，該軟件借助于圖形方式創(chuàng)建電路，具有界面直觀、操作簡便、調(diào)用方便等優(yōu)勢。本軟件提供有包括交流、直流等在內(nèi)的17種分析方法，虛擬仿真能力強大。

整流電路仿真分析下全波整流與半波整流波形圖如下圖1所示。結(jié)合圖1：4個二極管所構(gòu)成橋式全波整流電路，其核心作用是將正弦變化的電壓演變?yōu)槊}動電壓。通過設(shè)置開關(guān)J1為開啟狀態(tài)的方式，對整流器在二極管損壞狀態(tài)下所產(chǎn)生的開路情況進行模擬。則全波整流轉(zhuǎn)換為半波整流，半波整流下所對應(yīng)輸出電壓為0.45*全波整流電壓。

通過對直流穩(wěn)壓電源系統(tǒng)中J2開關(guān)進行接通或斷開的方式能夠?qū)Ρ炔ㄐ斡^察得到：在電容接入電路內(nèi)后，輸出電壓平滑程度明顯提高，波紋得到有效控制，同時輸出電壓平均值也有一定的增加。其依據(jù)是：在電容接入電路內(nèi)后，電容可有效存儲電荷，同時對高頻分量而言容抗腳下，從而電流中的交流成分可通過電容C1而被旁路。在電容維持恒定的狀態(tài)下，可通過調(diào)整負載電阻運行仿真的方式，使示波器分別顯示濾波器輸出波形，仿真結(jié)果如下圖2所示。結(jié)合圖2來看，電容放電時間常數(shù)為RC。在C為恒定狀態(tài)下時，R取值越高則意味著放電速度越緩慢，輸出波形更加平滑，輸出電壓值更小；在R為定值狀態(tài)下時，電容器容量越大則意味著放電越慢，所對應(yīng)輸出波紋越小，輸出電壓值更大。

除此以外，通過對虛擬仿真軟件的合理應(yīng)用，還能夠?qū)χ绷鞣€(wěn)壓電路的改進設(shè)計效果進行仿真驗證，以確保改進方案的實施效果理想。以某直流穩(wěn)壓電路對集成電路以及自保電路的改進方案而言，為驗證該方案的可靠性，借助于Multisim10虛擬仿真軟件進行實驗。操作方法為：在Multisim10虛擬仿真軟件按照改進方案構(gòu)建直流穩(wěn)壓電壓仿真點圖，以供電電壓220V（±10%）為標準進行虛擬仿真。借助于4綜虛擬示波器對各點波形進行觀察并讀值，虛擬仿真實驗結(jié)果如下圖3所示。結(jié)合圖2可見：經(jīng)過改進后，直流穩(wěn)壓電路波形脈動被控制在較小范圍內(nèi)，電壓輸出穩(wěn)定程度高，可保持在12.036V左右，經(jīng)計算穩(wěn)壓系數(shù)為0.015（符合

3 虛擬仿真技術(shù)在數(shù)控機床中的應(yīng)用

數(shù)控加工是現(xiàn)代模具CAD/CAM加工體系中不可或缺的重要內(nèi)容之一。以五軸數(shù)控加工技術(shù)為例，所對應(yīng)的模具工件性狀復雜，對表面質(zhì)量要求高，因此對銑削加工提出了非常嚴格的要求。五軸加工在完成最后一次裝夾后，可以從多個面加工工件，其優(yōu)勢在于節(jié)約了大量的裝夾時間以及輔助測量裝置，且加工位置精度更高。在數(shù)控機床設(shè)計及性能驗證中通過對虛擬仿真技術(shù)的合理應(yīng)用，一方面能夠使數(shù)控機床充分且合理的應(yīng)用于對模具以及機械產(chǎn)品的加工中，另一方面能夠為正確且充分的應(yīng)用數(shù)控機床，完成更多模具以及機械產(chǎn)品加工提供保障。以某單葉片曲面零件數(shù)控加工實例為例，采用五軸加工方案，引入五軸五聯(lián)動編程開發(fā)技術(shù)，同時對后置技術(shù)進行了編程制定。為進一步驗證數(shù)控機床五軸五聯(lián)動方案的編程程序正確性以及后置處理結(jié)果的可靠性，借助于虛擬仿真技術(shù)，在仿真軟件所提供虛擬環(huán)境下參照數(shù)控機床實際配置構(gòu)建實驗?zāi)Ｐ汀Ｌ摂M仿真結(jié)果顯示：所模擬機床在對零件進行加工的全過程中刀具路徑未發(fā)生偏差，加工零件性狀基本與設(shè)計要求相符合。

4 結(jié)語

本研究中針對虛擬仿真技術(shù)在電子技術(shù)行業(yè)中的應(yīng)用問題進行分析及探究，通過上述分析不難發(fā)現(xiàn)：在電子技術(shù)行業(yè)中積極應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)能夠有效解決以往設(shè)計方案直接應(yīng)用于實踐中存在的浪費或失誤問題，避免了不必要的事故產(chǎn)生，可以有效提高電子技術(shù)產(chǎn)品及相關(guān)設(shè)備的使用壽命與性能，對促進電子技術(shù)行業(yè)的發(fā)展也有重要價值。

參考文獻

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篇5

關(guān)鍵詞：仿真技術(shù);汽車維修;教學應(yīng)用

以模擬仿真作為主要形式的仿真技術(shù)，通過人機交互的方式，能夠?qū)⑵嚳偝刹考臉?gòu)成、汽車檢測試驗和相關(guān)部件的裝配調(diào)整、部件拆裝和分解等融合在一起，并通過計算機技術(shù)實現(xiàn)虛擬再現(xiàn)，將該技術(shù)應(yīng)用在教學的過程中，在實際學習的過程當中，學生就能夠更好的利用這一技術(shù)措施實現(xiàn)模擬學習，通過模擬才做更好的掌握各項汽車專業(yè)技能，并通過操作提升自己的實踐水平。

一、仿真技術(shù)在汽車維修教學中應(yīng)用的必要性

在汽車維修的過程當中，維修的速度主要取決于拆卸和裝配所消耗的時間，而在這個過程中要想更好地完成維修的工作，就需要熟練的掌握各項相關(guān)技能。

從目前來看，汽車維修主要是按照實訓的模式展開教學工作，這種方式需要有大量的設(shè)備器材應(yīng)用于教學過程中，投資較大，且教學實習的場地也要大，教學訓練時間長。但是學生的實際操作機會很少，加大了成才周期。如何能夠在短時間內(nèi)讓學生學有所成成為老師考慮的主要問題。

隨著技術(shù)的發(fā)展，在汽車維修教學過程中借助技術(shù)優(yōu)勢，應(yīng)用仿真技術(shù)，能夠有效的縮短學生的學習周期，并最大限度的節(jié)約了場地費用和器材的費用，既減少了教師的工作量，又能夠提升教學效率，增強教學質(zhì)量。

二、仿真技術(shù)在汽車維修教學中的具體應(yīng)用

仿真技術(shù)能夠?qū)⑵嚾S虛擬總成構(gòu)建實時展示，將這一技術(shù)應(yīng)用在教學中，學生就能夠借助于動態(tài)展示過程和相應(yīng)的三維虛擬模型，更好的了解汽車當中的發(fā)動機、變速器等構(gòu)件的特點，并完成縮放、翻轉(zhuǎn)以及平移等操作，更為深入的了解各部件的具體情況，同時能夠?qū)φ嚭透骺偝刹考M行仿真模擬，掌握分解以及裝配的技術(shù)要點。仿真技術(shù)的應(yīng)用大大提升了汽車維修教學的質(zhì)量，本文就對其具體的教學應(yīng)用進行分析。

第一，從仿真技術(shù)實現(xiàn)步驟的角度進行分析。從整體上來看，仿真技術(shù)的實現(xiàn)步驟是由以下幾個環(huán)節(jié)構(gòu)成，即三維模擬造型、虛擬場景的建設(shè)、數(shù)據(jù)庫的建立以及應(yīng)用程序的編寫。

在三維模擬造型的過程當中，需要先對汽車進行全車三維模擬造型，這一工作程序復雜，涉及到的內(nèi)容較多，需要引起高度的重視。在進行三維模擬造型當中，可以利用3D MAX、MAYA以及PROE等專業(yè)性的三維造型軟件進行設(shè)計，同時還需要對發(fā)動機、電氣系統(tǒng)等維修項目進行真實模擬，并且對配件和相關(guān)零部件等進行真實的模擬，確保模擬和工程的實際情況相一致，模擬完成之后需要將春三維模型的格式輸出。

在虛擬場景建設(shè)的過程中，可以在造型完成之后，借助VIR TOOLS虛擬引擎，并利用3D部件構(gòu)建起三維場景，這樣能夠更好的實現(xiàn)模擬交互，同時還需要設(shè)置步驟關(guān)卡，在設(shè)置的過程當中需要保證良好的邏輯性，并保證工作的細致化。通過制作虛擬場景，就能夠更好的展示每一個3D部件的特點，提升二者之間的交互活力，這樣在和使用者相互交互的過程當中就能夠出現(xiàn)各種不同的數(shù)據(jù)資料，并且可以根據(jù)具體的反映和實際的反饋需求出示不同的數(shù)據(jù)資料。

在編寫管理和考核程序的過程當中，需要引起高度重視，這是整個項目控制的中心環(huán)節(jié)。這一過程涉及到3D文件的管理和虛擬場景的管理，同時也會涉及到數(shù)據(jù)庫的調(diào)用和考核過程的實施情況，只有確保這一環(huán)節(jié)工作的科學性，才能夠保證汽車維修項目能夠成為一個完整的系統(tǒng)體系。

第二，從仿真技術(shù)的結(jié)構(gòu)角度進行分析。從整體上來看，汽車維修模擬仿真系統(tǒng)可以分為三個大模塊，也就是數(shù)據(jù)庫資源模塊、虛擬控制管理軟件模塊以及硬件輸入和輸出模塊，每一個模塊都有自己相應(yīng)的控制要素，各個模塊之間相互配合，使仿真技術(shù)能夠更好的發(fā)揮其作用，在汽車維修教學當中能夠盡其所能。通過輸出軟件中顯示的標注圖形、虛擬圖像、技術(shù)文檔以及數(shù)據(jù)資料等信息，能夠更好的指導汽車維修的教學工作。

在應(yīng)用仿真技術(shù)的過程中，各個模塊發(fā)揮各自的作用，在計算機上提供實時且三維的虛擬環(huán)境，并且能夠通過生動的視覺和聽覺效果，讓學生身臨其境，通過虛擬的方式對汽車進行模擬分解、裝配、調(diào)整等。

三、結(jié)束語

汽車維修模擬仿真系統(tǒng)當中的核心技術(shù)是計算機虛擬技術(shù)，將虛擬技術(shù)應(yīng)用到汽車維修教學過程當中，能夠提升教學工作的信息化水平，同時也實現(xiàn)了汽車維修教學模式的創(chuàng)新化發(fā)展，通過較小的投入獲得較大的經(jīng)濟效益和社會效益。仿真技術(shù)在汽車維修教學中應(yīng)用，能夠有效的解決教學過程當中器材少且安裝作業(yè)破壞性大的缺點，解決教學過程中的經(jīng)費問題。希望通過本文的論述，對仿真技術(shù)在汽車維修教學當中的應(yīng)用起到幫助作用，更好的提升教學的質(zhì)量。

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篇6

關(guān)鍵詞：機械制造；仿真技術(shù)；結(jié)構(gòu)設(shè)計；加工設(shè)計

1機械設(shè)計制造與仿真技術(shù)概述

1.1機械設(shè)計制造

機械設(shè)計制造具有工作內(nèi)容復雜等性質(zhì)，機械設(shè)計制造過程中需要電氣自動化、電子工程等技術(shù)的支持，相關(guān)科技的快速進步，也推動機械設(shè)計與制造工作向更多元化的方向發(fā)展。以往的機械設(shè)計一般以設(shè)備零件、工業(yè)器械為主要內(nèi)容，在制造中需要先建構(gòu)模型，進行多種科學實驗，才能保證機械模型的合理性。利用各種自動化技術(shù)和仿真技術(shù)，能更科學、高效地進行標準化、非標準化的零件設(shè)計與加工。

1.2仿真技術(shù)

仿真技術(shù)應(yīng)用多種硬件、軟件工具，基于仿真實驗、相關(guān)算法及問題求解，達到構(gòu)建反映系統(tǒng)某一運行過程或行為的仿真模型的目的。仿真硬件以計算機和相關(guān)硬件為主，包括數(shù)字計算機、混合計算機、模擬計算機，以及目標仿真器、環(huán)境仿真器、運動仿真器等多種物理仿真設(shè)備；仿真軟件包括各類仿真語言及相關(guān)數(shù)據(jù)庫。在應(yīng)用仿真技術(shù)過程中，為了構(gòu)建基于仿真目標的系統(tǒng)模型，必須進行仿真實驗，一般會進行離散事件的系統(tǒng)仿真實驗和連續(xù)系統(tǒng)仿真實驗。在機械設(shè)計和制造中應(yīng)用仿真技術(shù)，能大幅度提升機械設(shè)備研發(fā)速度，減少制造中花費的時間、資金，從而幫助相關(guān)機械生產(chǎn)企業(yè)獲得更高的經(jīng)濟收益。

2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用意義

2.1節(jié)約設(shè)計與制造成本

在機械產(chǎn)品的研究開發(fā)過程中，企業(yè)需要投入大量資金及人力，特別是在大型機械設(shè)備的研發(fā)中，因為工程量大、結(jié)構(gòu)復雜，需要統(tǒng)籌全方位的設(shè)計工作，因此設(shè)計成本相當高，而設(shè)計的合理性、效率與研發(fā)成本息息相關(guān)。應(yīng)用仿真技術(shù)，能夠基于相關(guān)設(shè)計參數(shù)建立產(chǎn)品的二維、三維模型，對機械產(chǎn)品的全過程進行相應(yīng)的模擬和實驗；還能基于計算機完成傳統(tǒng)研發(fā)過程中煩瑣復雜的內(nèi)容，有利于降低工作人員的研發(fā)難度和勞動強度。利用機械模型研發(fā)產(chǎn)品，能不斷調(diào)整參數(shù)，降低利用實體模型等方法進行研發(fā)的經(jīng)濟成本，從而提升產(chǎn)品的研發(fā)質(zhì)量與效率，節(jié)約設(shè)計與制造成本。

2.2提升參數(shù)的準確性

我國各行各業(yè)均向機械化、自動化等方向快速發(fā)展，當前所需的機械產(chǎn)品類型越來越多，結(jié)構(gòu)越來越復雜，對零部件精密程度也提出了更高的要求，機械設(shè)計的過程也變得更為多元、復雜，對相關(guān)零部件參數(shù)的準確性提出了更高要求。利用傳統(tǒng)機械設(shè)計方法難以滿足當前的標準要求，利用傳統(tǒng)計算機技術(shù)手段分析大量數(shù)據(jù)，不僅處理效率低，還無法直觀地顯示和調(diào)節(jié)相關(guān)數(shù)據(jù)，一旦出現(xiàn)數(shù)據(jù)計算失誤或數(shù)據(jù)傳遞失真，就會降低產(chǎn)品的技術(shù)性能。利用仿真技術(shù)，能124夠通過模型更直觀、準確地分析和優(yōu)化大量設(shè)計參數(shù)，降低設(shè)計難度與出錯率，幫助設(shè)計人員快速完善產(chǎn)品設(shè)計和加工方案。

2.3確保設(shè)計方案的合理性

在傳統(tǒng)機械設(shè)計研發(fā)過程中，設(shè)計方案的制訂過程相當復雜，需要進行大量的人工分析，既浪費時間和精力，又難以保證設(shè)計方案的合理性、科學性，這主要體現(xiàn)在方案精細化程度不足，設(shè)計師未能全面分析制造過程等方面，導致最終制造出的機械產(chǎn)品在性能等方面往往與設(shè)計預期相去甚遠，甚至達不到相關(guān)技術(shù)要求?？茖W應(yīng)用各項仿真技術(shù)，能使設(shè)計人員更合理地整合相關(guān)數(shù)據(jù)，確定機械產(chǎn)品的各項參數(shù)，如基于各項仿真實驗，獲取環(huán)境、運動等仿真數(shù)據(jù)，構(gòu)建機械設(shè)備在實際工作環(huán)境下的三維模型，從而更便捷、直觀地調(diào)整相關(guān)參數(shù)，對比分析各個設(shè)計方案、制造方案，最終選擇最優(yōu)方案。

3仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用優(yōu)勢

仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中得到廣泛應(yīng)用，在機械產(chǎn)品的設(shè)計、制造、檢測等環(huán)節(jié)均發(fā)揮了重要的作用，這使得仿真技術(shù)在機械設(shè)計和制造中占據(jù)重要地位。仿真技術(shù)不僅能夠更好地把控產(chǎn)品的質(zhì)量與制造效率，還有利于優(yōu)化相關(guān)技術(shù)，更快地進行產(chǎn)品的更新迭代，制造出符合市場要求的高質(zhì)量、高性能產(chǎn)品，提升生產(chǎn)企業(yè)的經(jīng)濟收益。如今仿真技術(shù)應(yīng)用范圍仍在擴大，仿真對象、仿真目標更為清晰準確，進一步提升了仿真技術(shù)在制造行業(yè)的應(yīng)用有效性。

3.1集成度高

仿真技術(shù)的集成化屬性能更好地適應(yīng)當前機械設(shè)計與制造工作的需求。仿真技術(shù)融合了多種科技與理念，本身十分復雜、多樣，因此能夠模擬不同類型機械產(chǎn)品的各個復雜模塊，進行模塊化、集成化的產(chǎn)品設(shè)計與制造，從而滿足當前市場對機械產(chǎn)品提出的模塊化、靈活組裝等要求。

3.2分布性強

仿真技術(shù)的分布特性十分明顯，這是由于仿真技術(shù)十分依賴網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、計算機技術(shù)及各種電氣自動化技術(shù)。技術(shù)的不斷發(fā)展，使仿真技術(shù)的分布特性不斷加強。對仿真技術(shù)各軟硬件工具及相應(yīng)的運行環(huán)節(jié)進行分析，可以發(fā)現(xiàn)各種仿真功能的實現(xiàn)充分應(yīng)用了各種網(wǎng)絡(luò)技術(shù)、制造技術(shù)，整個技術(shù)的運行環(huán)節(jié)均需要配合各種理論和圖形規(guī)定進行。分布性強這一特點會在一定程度上強化仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中發(fā)揮的積極作用，更好地保障設(shè)計工作的合理性和設(shè)備的制造質(zhì)量。

4仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用前景及發(fā)展方向

4.1應(yīng)用前景仿真技術(shù)

隨著各類計算機技術(shù)、電氣技術(shù)的進步而迅速發(fā)展，一些仿真硬件設(shè)備及軟件的水平快速提升，使數(shù)字化仿真技術(shù)的優(yōu)勢進一步凸顯，當前主要體現(xiàn)在超小型計算機、處理器等工具相互配合方面，能夠降低傳統(tǒng)仿真技術(shù)中對大型仿真設(shè)備和實際仿真實驗的依賴性，從而有效降低研發(fā)成本。在仿真軟件方面，仿真技術(shù)正與AI技術(shù)融合，有利于提升仿真軟件的精確性、全面性，推動機械設(shè)計向虛擬設(shè)計與制造方向發(fā)展，虛擬設(shè)計與制造將更多地應(yīng)用虛擬仿真技術(shù)，在更多的機械產(chǎn)品設(shè)計及制造內(nèi)容中應(yīng)用計算機對仿真對象、目標進行全過程結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)調(diào)整及資源調(diào)配，從而顯著提升機械產(chǎn)品研發(fā)水平和研發(fā)過程的管理水平，顯著降低機械設(shè)備設(shè)計與制造的周期及成本[1]。由此可見，仿真技術(shù)在機械設(shè)計領(lǐng)域具有廣闊的前景。

4.2發(fā)展方向仿真技術(shù)

在機械制造中的應(yīng)用將向精確化、智能化方向快速發(fā)展。仿真過程的精確化發(fā)展體現(xiàn)在機械制造中的數(shù)控加工等過程將與仿真技術(shù)進行更深入的結(jié)合，通過模擬加工過程，可以更好地調(diào)整相關(guān)的加工參數(shù)或產(chǎn)品參數(shù)，從而以更低成本優(yōu)化加工方案，使各項加工參數(shù)更精確、合理。仿真過程的智能化發(fā)展體現(xiàn)在機器人技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)通信等技術(shù)與機械設(shè)計仿真過程更深入融合，將使仿真過程更自動化、智能化，技術(shù)人員將更多地通過計算機軟件進行仿真過程的設(shè)計與控制，基于各種通信技術(shù)進行數(shù)據(jù)交換和實時控制、監(jiān)測。另外，仿真技術(shù)在機械領(lǐng)域的應(yīng)用內(nèi)容也將更為廣泛、精細化。

5仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用流程和具體應(yīng)用

5.1仿真技術(shù)的一般應(yīng)用流程

仿真技術(shù)的應(yīng)用涉及圖形學、幾何造型學知識，在對目標產(chǎn)品進行實質(zhì)抽象化的數(shù)學模型處理時，需遵循一般的應(yīng)用流程。首先，應(yīng)確定目標產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)和相關(guān)參數(shù)，建構(gòu)基礎(chǔ)的模型。基于各仿真工具建構(gòu)能模仿真實環(huán)境及產(chǎn)品的可靠系統(tǒng)，加上邊界條件、約束條件等參數(shù)。其次，應(yīng)用電氣工程、自動化、網(wǎng)絡(luò)通信等方面的技術(shù)，將數(shù)學模型中的參數(shù)進行相應(yīng)的闡述，并結(jié)合時空關(guān)系劃分模型，構(gòu)建每種環(huán)境下的動態(tài)模型與靜態(tài)模型。以構(gòu)建動態(tài)模型為例，需要構(gòu)建連續(xù)時間下的仿真模型、離散時間下的仿真模型、混合時間下的仿真模型，并重視各模型之間變換層面的構(gòu)建[2]。再次，應(yīng)用相關(guān)算法、仿真軟件及計算機語言，對仿真模型開展全面的分析。需要滿足模型自由變換、參數(shù)分析全面等要求。最后，進行仿真模型實驗工作，即將創(chuàng)建的仿真模型輸入搭載某一實驗環(huán)境的計算機中，使仿真模型虛擬運行，由此得到產(chǎn)品仿真運行的結(jié)果[3]。開展仿真實驗前，需要進行先期設(shè)計，并對實驗方案進行預運行，根據(jù)仿真實驗想要達到的實驗結(jié)果確定具體的衡量指標和標準，對仿真實驗結(jié)果進行合理的分析。為驗證實驗結(jié)果的可靠性，需要通過反向驗證等方法進行檢驗。經(jīng)過這一系列的應(yīng)用流程，才能保證仿真技術(shù)被合理地應(yīng)用于機械設(shè)計制造。

5.2仿真技術(shù)在機械設(shè)計制造中的具體應(yīng)用

5.2.1仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計中的應(yīng)用根據(jù)機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計的一般工作流程可知，機械產(chǎn)品結(jié)構(gòu)由完成不同功能的多個結(jié)構(gòu)協(xié)同組建而成。結(jié)構(gòu)設(shè)計直接關(guān)系到機械設(shè)備運行的安全性、效率及其他重要性能，研發(fā)人員在利用仿真技術(shù)進行結(jié)構(gòu)設(shè)計時，需要優(yōu)化產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的模擬實驗等工作，如通過高負荷環(huán)境下的功能性實驗來測試產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的安全性、可靠性等性能，然后基于各項測試最終確定最優(yōu)的產(chǎn)品結(jié)構(gòu)模型。與此同時，研發(fā)人員需要借助仿真技術(shù)、三維設(shè)計軟件及運動學理論，對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)設(shè)計模型進行多角度、多維度的展示、觀測和測試，在保證產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的運動狀態(tài)可靠性符合設(shè)計標準的基礎(chǔ)上，對不同零部件進行干涉實驗和細化分析，從而發(fā)現(xiàn)各零部件存在的金屬疲勞等問題或技術(shù)瓶頸，然后進行參數(shù)、材料等方面的優(yōu)化調(diào)整，以全方位提升機械設(shè)備結(jié)構(gòu)設(shè)計的合理性[4]。三維設(shè)計軟件在機械設(shè)計中已較為普遍，將運動仿真與三維設(shè)計進行更高程度的融合，能夠使研發(fā)人員實時地觀測機械結(jié)構(gòu)在具體運動環(huán)境下的各項性能，有效提升結(jié)構(gòu)設(shè)計質(zhì)量，節(jié)約設(shè)計所需的時間和物料成本。例如，在一些機械設(shè)備的齒輪設(shè)計中，研發(fā)人員利用仿真技術(shù)能提升這些重要部件的質(zhì)量和設(shè)計的合理性。齒輪是一些機械設(shè)備的關(guān)鍵部件，其性能直接影響整個機械產(chǎn)品的使用壽命與生產(chǎn)效率。應(yīng)用仿真技術(shù)，能對齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計及相應(yīng)設(shè)計參數(shù)進行測試，判斷齒輪設(shè)計能否滿足產(chǎn)品的設(shè)計目標和相應(yīng)的加工要求[5]。在具體應(yīng)用中，基于仿真軟件模擬齒輪在相應(yīng)環(huán)境中的工作環(huán)境，以此檢測齒輪結(jié)構(gòu)設(shè)計、參數(shù)設(shè)計是否符合規(guī)范。若發(fā)現(xiàn)設(shè)計問題，還能進行相關(guān)參數(shù)的調(diào)試，最終完善齒輪設(shè)計。如利用仿真技術(shù)模擬和測試圓弧針齒的運行軌跡，測試齒輪是否能在相應(yīng)環(huán)境下正常運行，并基于仿真技術(shù)深入完善各齒輪轉(zhuǎn)動接觸點的相關(guān)參數(shù)。5.2.2仿真技術(shù)在機械產(chǎn)品加工設(shè)計中的應(yīng)用機械產(chǎn)品從設(shè)計到制造需歷經(jīng)多個步驟，許多步驟的流程較復雜，特別是在設(shè)計和生產(chǎn)大型、超大型機械設(shè)備時，其過程尤為復雜，而應(yīng)用仿真技術(shù)能在一定程度上使這一過程更加便捷[6]。機械加工設(shè)計過程中應(yīng)用仿真技術(shù)，能切實優(yōu)化研發(fā)設(shè)備的各項性能和工作效率。例如，在數(shù)控加工工作中，需要編寫相應(yīng)的加工方案，而應(yīng)用仿真技術(shù)能更便捷地完成加工方案的編寫，調(diào)試機床運行程序，生成相應(yīng)的二維、三維圖形及加工數(shù)據(jù)，在機械設(shè)備生產(chǎn)中合理選擇刀具等加工工具，利用合理的流程、準確的加工指令高效完成設(shè)備加工作業(yè)。此外，應(yīng)用仿真技術(shù)還能有效減少人為操作、降低失誤率。

6結(jié)束語

綜上所述，仿真技術(shù)已在多領(lǐng)域得到應(yīng)用，具有很強的技術(shù)優(yōu)越性，推動其在機械設(shè)計制造中的應(yīng)用，能夠為機械制造領(lǐng)域帶來新的活力和發(fā)展機會。因此，相關(guān)企業(yè)需要積極、合理地應(yīng)用仿真技術(shù)，優(yōu)化相關(guān)的設(shè)計、制造工作，提升機械產(chǎn)品的質(zhì)量與研發(fā)效率。

參考文獻

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[3]周卉.計算機仿真軟件在機械結(jié)構(gòu)優(yōu)化中的運用指導:評《UGNX機械結(jié)構(gòu)設(shè)計仿真與優(yōu)化》[J].機械設(shè)計,2020,37(12):159.

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[5]胡光.計算機仿真技術(shù)在塑料加工中的應(yīng)用[J].塑料科技,2021,49(7):106-109.

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關(guān)鍵詞 計算機仿真技術(shù) 網(wǎng)絡(luò)技術(shù) 醫(yī)學機能實驗 應(yīng)用

一、計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合是實現(xiàn)醫(yī)學機能實驗的關(guān)鍵技術(shù)

與傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗手段相比，利用計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的醫(yī)學機能虛擬實驗具有實驗內(nèi)容的豐富性、實驗過程的完整性和實驗結(jié)果的及時性、直觀性。由于模擬仿真醫(yī)學機能實驗無需相關(guān)實驗器具，無需實驗準備即可引導學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到對所學知識的理解和強化作用。

（一）計算機仿真技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學機能仿真實驗提供了必要的技術(shù)條件

（1）仿真技術(shù)：仿真就是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。我們利用這樣的模型進行試驗，從中得到所需的信息，然后幫助我們對現(xiàn)實中的某一層次的問題做出決策。仿真是一個相對概念，任何逼真的仿真都只能是對真實系統(tǒng)某些屬性的逼近。

（2）傳統(tǒng)的仿真方法：是一個迭代過程，即針對實際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設(shè)態(tài)勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結(jié)果和驗證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關(guān)的參數(shù)。如此迭代地進行，直到認為這個模型已滿足試驗者對客觀系統(tǒng)的某一層次的仿真目的為止。

（3）計算機仿真技術(shù)：即是利用計算機進行仿真實驗，也稱為仿真機。從70年代末起，應(yīng)用大規(guī)模集成電路計算機的發(fā)展，各種專用和通用仿真機得到極大普及和推廣。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們在綜合集成數(shù)字仿真和模擬仿真的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，設(shè)計出在更高層次上的數(shù)字模擬混合仿真機，在一些特定的仿真領(lǐng)域內(nèi)，這種智能仿真計算機機和高層次的數(shù)字模擬仿真機都取得令人鼓舞的成果。

（4）計算機仿真系統(tǒng)構(gòu)成：為了建立一個有效的仿真系統(tǒng)，一般都要經(jīng)歷建立模型、仿真實驗、數(shù)據(jù)處理、分析驗證等步驟。為了構(gòu)成一個實用的較大規(guī)模的仿真系統(tǒng)，除仿真機外，還需配有控制和顯示設(shè)備。

（5）醫(yī)學機能虛擬實驗（仿真系統(tǒng)）：隨著現(xiàn)代醫(yī)學的不斷發(fā)展，對醫(yī)學工作者提出了更高的要求，即不但要掌握人類已知醫(yī)學領(lǐng)域的醫(yī)學知識，也要具備解決未知醫(yī)學問題的能力，即創(chuàng)新能力和科學實驗的能力，而實驗學科在醫(yī)學學生能力培養(yǎng)中起著至關(guān)重要的作用?，F(xiàn)代機能實驗學把生理學、病理生理學和藥理學實驗有機的融合在一起，成為一門獨立實驗學科。醫(yī)學機能實驗課程以活體為主要實驗對象，以正常生理功能——疾病生理——藥物作用為主線，把機體的不同功能變化通過實驗設(shè)計有機的聯(lián)系起來。醫(yī)學機能實驗中，部分實驗具有操作難度大、實驗具有一定危險性，實驗成本高等問題。譬如：醫(yī)學機能學中研究藥物對動物記憶的影響、安定的抗驚厥作用、杜冷丁的鎮(zhèn)痛作用、神經(jīng)體液因素及藥物對心血管活動的影響、藥物急性毒性實驗、藥物半衰期的測定等實驗就存在一定的危險性，實驗操作難度大等問題。我們利用計算機仿真技術(shù)，則可以在很大程度上解決目前醫(yī)學機能實驗中所面臨的這些困難，并取得良好的教學實驗效果。由于模擬仿真實驗無需相關(guān)實驗器具，無需復雜的實驗準備即可引導學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，因此醫(yī)學機能虛擬實驗與傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗有機整合，既豐富了實驗教學手段，又提升了教學質(zhì)量，有助于培養(yǎng)學生的實踐操作能力、創(chuàng)新精神和科研興趣。

（二）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的飛速發(fā)展為計算機仿真技術(shù)在醫(yī)學機能中的應(yīng)用提供了廣闊前景

（1）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從上世紀六十年代末美國國防部遠景研究規(guī)劃局為軍事實驗用而建立的網(wǎng)絡(luò)，名為ARPANET，八十年代初期ARPA和美國國防部通信局研制成功用于異構(gòu)網(wǎng)絡(luò)的TCP/IP協(xié)議（網(wǎng)際傳輸控制協(xié)議），并投入使用；1986年在美國國會科學基金會的支持下，用通信線路把分布在各地的一些超級計算機連接起來，以NFSNET接替ARPANET；進而又經(jīng)歷十幾年的發(fā)展形成Internet（互聯(lián)網(wǎng)）。其應(yīng)用范圍也由最早的軍事、國防機構(gòu)，拓展到科研教育機構(gòu)，進而迅速覆蓋了全球的各個領(lǐng)域。網(wǎng)絡(luò)把分散的資源融為有機整體，實現(xiàn)資源的全面共享和有機協(xié)作，使我們能夠透明地使用資源并按需獲取信息。 網(wǎng)絡(luò)可以構(gòu)造全球性和區(qū)域性的網(wǎng)絡(luò)，有廣域網(wǎng)、城際網(wǎng)、企業(yè)內(nèi)部局域網(wǎng)等。網(wǎng)絡(luò)的根本特征就是實現(xiàn)資源共享，消除信息孤島。

（2）網(wǎng)絡(luò)的關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)點、寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)、資源管理和任務(wù)調(diào)度工具、應(yīng)用層的可視化工具。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點是網(wǎng)絡(luò)計算資源的提供者，包括高端服務(wù)器、集群系統(tǒng)、MPP系統(tǒng)大型存儲設(shè)備、數(shù)據(jù)庫等。寬帶網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)是在網(wǎng)絡(luò)計算環(huán)境中，提供高性能通信的必要手段。資源管理和任務(wù)調(diào)度工具用來解決資源的描述、組織和管理等關(guān)鍵問題。任務(wù)調(diào)度工具根據(jù)當前系統(tǒng)的負載情況，對系統(tǒng)內(nèi)的任務(wù)進行動態(tài)調(diào)度，提高系統(tǒng)的運行效率。網(wǎng)絡(luò)計算主要是科學計算，它往往伴隨著海量數(shù)據(jù)。如果把計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成直觀的圖形信息，就能幫助研究人員擺脫理解數(shù)據(jù)的困難。這需要開發(fā)能在網(wǎng)絡(luò)計算中傳輸和讀取，并提供友好用戶界面的可視化工具。

（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)學機能虛擬實驗中的運用：實驗設(shè)備功能雷同的實驗室，造成了實驗場地、儀器設(shè)備、實驗技術(shù)人員等教學資源的極大浪費。而通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將醫(yī)學機能虛擬實驗機聯(lián)網(wǎng)組成醫(yī)學機能虛擬實驗室，既實現(xiàn)醫(yī)學機能信息資源的共享，同時也大大降低了實驗成本。教師利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以方便地為一個班或幾個班的學生演示和操作醫(yī)學機能實驗，大大提高了教學效率，而學生同樣可以利用網(wǎng)絡(luò)中的醫(yī)學機能虛擬實驗機跟隨教師的演示進行實驗操作，對提升學習效果也有一定的幫助。

二、計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)學機能虛擬實驗中的應(yīng)用

（1）醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)是采用計算機虛擬仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，運用服務(wù)器和客戶端的構(gòu)架模式，涵蓋了目前大部分醫(yī)學機能學實驗而建立的模擬仿真系統(tǒng)。包括生理實驗項目、藥理實驗項目、病理實驗項目、人體實驗項目以及綜合實驗項目等。隨著醫(yī)學機能仿真技術(shù)的發(fā)展，利用計算機技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也便于對醫(yī)學機能虛擬系統(tǒng)進行擴充和升級，這樣可確保醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)的長期生命力。

（2）醫(yī)學機能虛擬實驗均應(yīng)包括該機能實驗的總體介紹、原理、相關(guān)實驗錄像、模擬實驗過程、仿真實驗操作等部分。全方位介紹了整個實驗，既注重整體，也著眼于細節(jié)，便于學生對實驗操作的充分理解和掌握。譬如利用血壓波形的核心模擬算法，對每一個波形的模擬都如此逼真，比如血壓模擬，不僅模擬出每個血壓波形的細節(jié)：收縮期、舒張期、心房波等，而且連二級呼吸波也進行了逼真的模擬。并且將刺激強度與反應(yīng)的關(guān)系，刺激頻率與反應(yīng)關(guān)系等實驗波形和肌肉收縮圖形同步反映。為學生進一步理解和掌握書本知識提供有益的幫助，大大提高學生的實踐操作能力。

（3）由于采用客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，并通過網(wǎng)絡(luò)將醫(yī)學機能虛擬實驗機連接在一起組成醫(yī)學機能實驗室，并在校園網(wǎng)范圍內(nèi)進行教學和實驗，既方便教師教學，又方便學生的實驗操作，最大限度地合理使用學校有限的教學資源。以我校的實際應(yīng)用為例：首先我們將醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)安裝到教室里的教學用機上，教師可以在進行醫(yī)學機能學方面教學時，通過學校的校園網(wǎng)絡(luò)在任何一間教室都能很方便地使用醫(yī)學機能虛擬實驗中的資源和信息，極大地提升了醫(yī)學機能學的教學效果，也充分激發(fā)了學生的學習積極性。同時我們在學校計算機機房內(nèi)集中安裝組成醫(yī)學機能虛擬實驗室，學生可以在教師的指導下進行醫(yī)學機能虛擬實驗操作，通過虛擬實驗，將一些平時不具備實際操作條件的醫(yī)學機能實驗過程完整地展示給學生，不僅能加深學生對醫(yī)學機能學知識的認識和掌握，更能在一定程度上提高學生的實踐操作能力。

三、醫(yī)學機能虛擬實驗在衛(wèi)生職業(yè)學校實驗教學中的前景展望

（1）由于醫(yī)學機能虛擬實驗無需實驗動物，無需實驗準備即可幫助學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為醫(yī)學機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到加強知識的理解和強化作用。

（2）通過醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)對醫(yī)學機能學的背景知識、實驗設(shè)備的用途、原理和操作進行大量的介紹，既開闊了學生的視野，又為學生進行探索性實驗以及自主性設(shè)計實驗提供了新的科學指導。

（3）醫(yī)學機能虛擬實驗還可以對相關(guān)醫(yī)學知識進行模擬介紹，譬如信號采集的原理和性能指標，傳感器原理及各種傳感器介紹，試驗試劑的配置，手術(shù)器械的介紹等。極大地豐富了學生的知識面，對他們今后的學習工作都起到很好的幫助作用。這也是我們傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗由于受實驗場地、實驗儀器、實驗經(jīng)費等的局限所不能實現(xiàn)的。

參考文獻：

[1]赫培峰等.《計算機仿真技術(shù)》.機械工業(yè)出版社

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關(guān)鍵詞：醫(yī)學機能實驗；仿真技術(shù)；網(wǎng)絡(luò)技術(shù)；應(yīng)用

中圖分類號：TP391.9

1實現(xiàn)醫(yī)學機能實驗的關(guān)鍵技術(shù)――仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)

與傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗手段相比，利用仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合的醫(yī)學機能虛擬實驗具有實驗內(nèi)容的豐富性、實驗過程的完整性和實驗結(jié)果的及時性、直觀性。醫(yī)學機能虛擬實驗無需相關(guān)實驗器具，無需實驗準備即可引導學生理解實驗的操作步驟及實驗效果，可以作為機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到對所學知識的理解和強化作用。

1.1仿真技術(shù)的發(fā)展為醫(yī)學機能實驗提供了必要的技術(shù)條件

（1）仿真技術(shù)：仿真就是對現(xiàn)實系統(tǒng)的某一層次抽象屬性的模仿。我們利用這樣的模型進行試驗，從中得到所需的信息，然后幫助我們對現(xiàn)實中的某一層次的問題做出決策。仿真是一個相對概念，任何逼真的仿真都只能是對真實系統(tǒng)某些屬性的逼近。傳統(tǒng)的仿真方法：是一個迭代過程，即針對實際系統(tǒng)某一層次的特性（過程），抽象出一個模型，然后假設(shè)態(tài)勢（輸入），進行試驗，由試驗者判讀輸出結(jié)果和驗證模型，根據(jù)判斷的情況來修改模型和有關(guān)的參數(shù)。如此迭代地進行，直到認為這個模型已滿足試驗者對客觀系統(tǒng)的某一層次的仿真目的為止。

（2）計算機仿真技術(shù)：即是利用計算機進行仿真實驗，也稱為仿真機。從70年代末起，應(yīng)用大規(guī)模集成電路計算機的發(fā)展，各種專用和通用仿真機得到極大普及和推廣。隨著計算機技術(shù)的迅猛發(fā)展，人們在綜合集成數(shù)字仿真和模擬仿真的優(yōu)勢的基礎(chǔ)上，設(shè)計出在更高層次上的數(shù)字模擬混合仿真機，在一些特定的仿真領(lǐng)域內(nèi)，這種智能仿真計算機機和高層次的數(shù)字模擬仿真機都取得令人鼓舞的成果。

（3）醫(yī)學機能虛擬實驗：隨著現(xiàn)代醫(yī)學的不斷發(fā)展，對醫(yī)學工作者提出了更高的要求，即不但要掌握人類已知醫(yī)學領(lǐng)域的醫(yī)學知識，也要具備解決未知醫(yī)學問題的能力。現(xiàn)代機能實驗學把生理學、病理生理學和藥理學實驗有機的融合在一起，成為一門獨立實驗學科。醫(yī)學機能實驗課程以活體為主要實驗對象，把機體的不同功能變化通過實驗設(shè)計有機的聯(lián)系起來。醫(yī)學機能實驗中，部分實驗具有操作難度大、實驗具有一定危險性，實驗成本高等問題。譬如：醫(yī)學機能學中研究藥物對動物記憶的影響、安定的抗驚厥作用、藥物急性毒性實驗等實驗就存在一定的危險性，實驗操作難度大等問題。我們利用計算機仿真技術(shù)，則在很大程度上解決目前醫(yī)學機能實驗中所面臨的這些困難，并取得良好的教學實驗效果。因此醫(yī)學機能虛擬實驗與傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗有機整合，既豐富了實驗教學手段，又提升了教學質(zhì)量，同時有助于培養(yǎng)學生的實踐操作能力、創(chuàng)新精神和科研興趣。

1.2網(wǎng)絡(luò)技術(shù)的發(fā)展為仿真技術(shù)在醫(yī)學機能實驗中的應(yīng)用提供了廣闊前景

（1）網(wǎng)絡(luò)發(fā)展：網(wǎng)絡(luò)技術(shù)是從上世紀六十年代末美國國防部為軍事實驗用而建立的網(wǎng)絡(luò)，八十年代網(wǎng)際傳輸控制協(xié)議的確立和廣泛使用，進而利用通信線路把分布在各地的計算機連接起來，逐步發(fā)展形成互聯(lián)網(wǎng)。其應(yīng)用范圍也由最早的軍事、國防機構(gòu)，拓展到科研教育機構(gòu)，進而迅速覆蓋了全球的各個領(lǐng)域。

（2）關(guān)鍵技術(shù)：網(wǎng)絡(luò)結(jié)點、資源管理和任務(wù)調(diào)度工具、應(yīng)用層的可視化工具。網(wǎng)絡(luò)結(jié)點是網(wǎng)絡(luò)計算資源的提供者，包括高端服務(wù)器、集群系統(tǒng)、數(shù)據(jù)庫等。資源管理和任務(wù)調(diào)度工具用來解決資源的描述、組織和管理等關(guān)鍵問題。如果把計算結(jié)果轉(zhuǎn)換成直觀的圖形信息，就能幫助研究人員擺脫理解數(shù)據(jù)的困難。

（3）網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在醫(yī)學機能虛擬實驗中的運用：實驗設(shè)備功能雷同的實驗室，造成了實驗場地、儀器設(shè)備、實驗技術(shù)人員等教學資源的極大浪費。而通過網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將醫(yī)學機能虛擬實驗機聯(lián)網(wǎng)組成醫(yī)學機能虛擬實驗室，既實現(xiàn)醫(yī)學機能信息資源的共享，大大降低了實驗成本。教師利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)可以為一個班或幾個班的學生演示和操作醫(yī)學機能實驗，大大提高了教學效率。

2醫(yī)學機能虛擬實驗中計算機仿真技術(shù)和網(wǎng)絡(luò)技術(shù)在的應(yīng)用

（1）醫(yī)學機能實驗系統(tǒng)是采用計算機仿真與網(wǎng)絡(luò)技術(shù)相結(jié)合，運用服務(wù)器和客戶端的構(gòu)架模式，涵蓋了目前大部分醫(yī)學機能學實驗而建立的模擬仿真系統(tǒng)。包括生理實驗項目、藥理實驗項目、病理實驗項目以及綜合實驗項目等。隨著醫(yī)學機能仿真技術(shù)的發(fā)展，利用計算機網(wǎng)絡(luò)技術(shù)也便于對醫(yī)學機能虛擬系統(tǒng)進行擴充和升級，這樣可確保醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)的長期生命力。

（2）醫(yī)學機能虛擬實驗均應(yīng)包括該機能實驗的總體介紹、原理、相關(guān)實驗錄像、模擬實驗過程、仿真實驗操作等部分。全方位介紹了整個實驗，既注重整體，也著眼于細節(jié)，便于學生對實驗操作的充分理解和掌握。譬如利用血壓波形的核心模擬算法，對每一個波形的模擬都如此逼真，不僅模擬出每個血壓波形的細節(jié)：收縮期、舒張期等，而且連二級呼吸波也進行了逼真的模擬。并且將刺激強度與反應(yīng)的關(guān)系，刺激頻率與反應(yīng)關(guān)系等實驗波形同步反映。

（3）由于采用客戶/服務(wù)器的體系結(jié)構(gòu)，并通過網(wǎng)絡(luò)將醫(yī)學機能虛擬實驗機連接在一起組成醫(yī)學機能實驗室，并在校園網(wǎng)范圍內(nèi)進行教學和實驗，既方便教師教學，又方便學生的實驗操作，最大限度地利用學校有限的教學資源。以我校實際應(yīng)用為例：首先我們將醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)安裝到教室里的教學用機上，教師可以在進行醫(yī)學機能學教學時，通過學校的校園網(wǎng)絡(luò)在任何一間教室都能使用醫(yī)學機能虛擬實驗中的資源，極大地提升了醫(yī)學機能學的教學效果。同時我們在學校計算機機房內(nèi)集中安裝組成醫(yī)學機能虛擬實驗室，學生可以在教師的指導下進行醫(yī)學機能虛擬實驗操作，通過虛擬實驗，將一些平時不具備實際操作條件的醫(yī)學機能實驗過程完整地展示給學生，不僅能加深學生對醫(yī)學機能學知識的理解，同時也能提高學生的實踐操作能力。

3醫(yī)學機能實驗在衛(wèi)生職業(yè)學校教學實驗中的前景展望

（1）通過醫(yī)學機能虛擬實驗系統(tǒng)對醫(yī)學機能學的背景知識、實驗設(shè)備的用途、原理和操作進行大量的介紹，既開闊了學生的視野，又為學生進行探索性實驗以及自主性設(shè)計實驗提供了新的科學指導。

（2）由于醫(yī)學機能虛擬實驗無需實驗動物，無需實驗準備即可幫助學生理解實驗的操作步驟以及實驗效果，可以作為醫(yī)學機能學實驗教學的一個有益補充。對教師而言起到輔助教學的作用，對學生而言，則起到加強知識的理解和強化作用。

（3）醫(yī)學機能虛擬實驗還可以對相關(guān)醫(yī)學知識進行模擬介紹，譬如信號采集的原理和性能指標，試驗試劑的配置，手術(shù)器械的介紹等。極大地豐富了學生的知識面，對他們今后的學習工作都起到很好的幫助作用。這也是我們傳統(tǒng)醫(yī)學機能實驗所不能實現(xiàn)的。

綜上所述，醫(yī)學機能虛擬實驗在衛(wèi)生職業(yè)學校教學實驗中有廣闊的發(fā)展前景。

參考文獻：

[1]鄭倩.醫(yī)學機能學實驗[M].北京:科學出版社.

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按照外科學教學大綱的要求，在臨床骨科教學中，骨折的類型和發(fā)生機制是骨科損傷疾病的教學重點。在傳統(tǒng)的教學環(huán)節(jié)中，這部分僅僅通過課本上的模式圖或典型的X線片來進行說明，學生在認知過程中缺乏對立體形象和發(fā)病機制的了解，僅僅掌握了一些概念性的名詞術(shù)語。我們科室通過采集正常人體不同部位的CT斷層影像，運用逆向工程與有限元的基本概念和理論，采用醫(yī)學專用的建模軟件Mimics讀取原始的股骨CT圖片的DICOM格式，利用閾值分割算法完成股骨的圖像分割，并利用面繪制算法對股骨及其內(nèi)部的髓腔進行三維仿真，然后根據(jù)股骨髓腔幾何解剖狀態(tài)應(yīng)用CAD軟件設(shè)計個性股骨假體(圖1)。在骨折這一內(nèi)容的教學設(shè)計中，我們還結(jié)合Mimics軟件自帶的有限元分析模塊，計算模擬出不同應(yīng)力狀態(tài)下骨骼的受力情況，利用不同的顏色分布，直觀地顯示出各個部位的受力分布，對其中的受力情況進行分析，幫助學生理解臨床椎體壓縮性骨折最易發(fā)生部位背后所涉及的力學機制(圖2)，進一步讓學生了解骨折的外科治療。另外，還可以利用Mimics基于灰度值賦材質(zhì)，實現(xiàn)股骨有限元模型材料正確的非均勻及各向異性描述，模擬假體材料置換后股骨的應(yīng)力情況。我們還結(jié)合科室課題研究，對諸如脊柱壓縮性骨折的骨水泥治療等對椎體的生物力學改善進行了延伸。通過這些方法，學生不僅學習了臨床的骨科治療方法，更為實際臨床工作奠定了基礎(chǔ)。

通過實際教學比較，學生對理解骨折的機制和治療方案有一個全新的認知。為了進一步滿足學生對運動系統(tǒng)軟組織的作用了解，我們還利用計算機對運動過程中復雜的肌肉和骨骼力學進行分析。Anybody是商業(yè)化軟件中唯一兼與人機工程學和生物力學的分析軟件，其可以通過導入完整的人體肌肉骨骼模型，用于產(chǎn)品的人機工程學設(shè)計?？梢杂嬎隳Ｐ椭懈鲏K骨骼、肌肉和關(guān)節(jié)的受力、變形、肌腱的彈性能、反抗肌肉作用和其它對于工作中的人體有用的特性等。在骨科教學中，關(guān)于骨腫瘤和骨關(guān)節(jié)炎癥的發(fā)展如果只給出臨床分型的圖片還是不能激起學生的學習興趣，采用動畫對骨科疾病的動態(tài)顯示，能夠更加直觀和良好地闡述疾病的演變過程。在實現(xiàn)方面，可以利用已經(jīng)制作完成的三維影像，利用Flash等動畫制作軟件，合成四維的動畫，插入到課件中進行播放。通過計算機仿真技術(shù)，我們讓傳統(tǒng)的教學從二維變成三維，從靜止變成運動，從單一介紹結(jié)果到借助計算機分析機制，多層次地豐富了課堂教學內(nèi)容。

計算機仿真技術(shù)解決了骨科學教學中人體組織結(jié)構(gòu)復雜、立體形態(tài)難于表述的矛盾。在臨床教學中，從聲像、文字、動畫等多個角度刺激學生，對學生有較強的吸引力和感染力，極大地調(diào)動了學生求學、求知的欲望，激發(fā)了學生的學習積極性、主動性、創(chuàng)造性，加深學生對抽象知識的理解，促進學生綜合素質(zhì)的提高。計算機仿真技術(shù)的一大優(yōu)勢在于將傳統(tǒng)的書本描繪的平面圖片轉(zhuǎn)換為仿真的三維模型，能精確地表達人體形態(tài)的各個器官、骨骼、肌肉、血管等組織，特別是關(guān)節(jié)解剖結(jié)構(gòu)。它將學生置于具體真實的三維重建的多媒體環(huán)境中，學生在虛擬現(xiàn)實中探索、理解教學內(nèi)容，從而在潛移默化中達到培養(yǎng)學生創(chuàng)新素質(zhì)和能力的目的［10-12］。另外，同學普遍接受計算機技術(shù)在課堂教學的應(yīng)用，對計算機仿真技術(shù)的應(yīng)用尤其是動畫很感興趣，提高了課堂參與的互動性。

與傳統(tǒng)的教學模式相比，計算機輔助教學模式存在著明顯優(yōu)勢，在信息技術(shù)發(fā)展的今天，教師必須將傳統(tǒng)教學經(jīng)驗與現(xiàn)代科學技術(shù)相結(jié)合，充分利用計算機多媒體的優(yōu)勢，制作良好的課件及視頻，以更好地完善教學方法，提高教學質(zhì)量［13］。計算機仿真技術(shù)(computersimulationtechnology，CST)超越了普通的多媒體技術(shù)，它利用計算機科學和技術(shù)的成果建立被仿真的系統(tǒng)的模型，并在某些實驗條件下對模型進行動態(tài)實驗的一門綜合性技術(shù)。虛擬仿真技術(shù)應(yīng)用于骨科學教學系統(tǒng)中后，可以對骨科的知識領(lǐng)域中涉及到的實物教學進行必要的補充、完善和擴展，能夠保證骨科教學系統(tǒng)具有良好的開放性和真實感的交互，促進骨科教學模式和理念的進一步變化，也必將成為整個教學改革的一個重要的發(fā)展方向。

篇10

關(guān)鍵詞：虛擬仿真技術(shù)；“電子技術(shù)”；教學

1虛擬教學法應(yīng)用背景

在實際教學過程中，除了掌握“電子技術(shù)”課程必需的基礎(chǔ)知識外，還需要培養(yǎng)學生“電子技術(shù)”方面的創(chuàng)新意識和實踐能力，進而鍛煉學生的思維，提高教師“電子技術(shù)”課程教學的水平。把虛擬教學法應(yīng)用到“電子技術(shù)”教學中，可以有效增強學生學習的興趣，提高學生學習的主動性，最終提高學生的學習效果和學習水平。因此，高職院校擔任“電子技術(shù)”課程教學的教師應(yīng)該加強對虛擬仿真技術(shù)的分析和應(yīng)用，明確在“電子技術(shù)”課程教學中應(yīng)用虛擬教學法的重要性、有效性和創(chuàng)新性，從而研究、制定出相關(guān)的方法和措施，促進學生整體學習能力和學習技巧的提升。

2“電子技術(shù)”課程的特點

“電子技術(shù)”課程是電氣工程專業(yè)、自動化專業(yè)以及其他相關(guān)專業(yè)的主要課程，其教學內(nèi)容是和電子、控制技術(shù)以及電氣相互融合在一起的，“電子技術(shù)”課程具有很多特點，具體如下：第一，“電子技術(shù)”課程的教學理論性較強，在實際的教學過程中，課程內(nèi)容較為單一和枯燥，因此，學生在學習的過程中通常情況下都會出現(xiàn)理解上的困難，影響學生的學習興趣。第二，“電子技術(shù)”課程的系統(tǒng)模式化特點較為鮮明，且模型參數(shù)的變化也較為明顯，其中的實驗項目反而相對是獨立存在的。第三，“電子技術(shù)”課程的項目設(shè)計的綜合性較高，且技術(shù)的推廣應(yīng)用也較廣，在實際的技術(shù)開發(fā)過程中，相關(guān)的案例也較為成熟。故而教師在教學過程中也可以將虛擬教學和實驗教學相互結(jié)合起來，改變傳統(tǒng)教學方式的局限性，幫助學生對抽象理論知識的理解，最終促進“電子技術(shù)”專業(yè)課程的創(chuàng)新發(fā)展。

3虛擬仿真平臺的選用

“電子技術(shù)”課程的系統(tǒng)化程度較高，且理論分析上也較為復雜，因此，教師在采取虛擬教學法的過程中，在虛擬仿真平臺的選擇上，Matlab仿真平臺是最佳選擇，其在使用過程中具有很多的優(yōu)勢，具體如下：第一，Matlab仿真平臺的計算功能較為強大，且在使用過程中，Matlab仿真平臺的運算速度也較快，將其應(yīng)用在“電子技術(shù)”課程的教學中，可以有效解決課程中的計算問題，提高教學水平。第二，Matlab仿真平臺也可以提供兩種虛擬仿真的形式，即利用編寫代碼文件進行仿真和利用Simulink的仿真平臺進行圖形化仿真，其教學效果非常直觀且形象。第三，對于Simulink的仿真平臺來說，將其應(yīng)用在“電子技術(shù)”課程教學過程中，不僅可以提供實體圖形化的模型和相關(guān)的仿真儀器等，還可以提供專門的電氣系統(tǒng)模型，雖然并不是真實的物體，但是卻具有真實物體的特征和屬性，也具有較高的使用價值。另外，Matlab仿真平臺的應(yīng)用成本也相對較低，根據(jù)相關(guān)調(diào)查顯示，其虛擬仿真結(jié)果和實際的實驗結(jié)果相比較也具有一致性，教師在應(yīng)用時，可以將Matlab仿真平臺和實驗項目的設(shè)計結(jié)合起來，以此來提高“電子技術(shù)”課程的教學質(zhì)量和教學效率[1]。

4在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學法的可靠性

4.1教學條件上滿足應(yīng)用條件

隨著我國科學技術(shù)的飛速發(fā)展，我國各大高校在教學條件上也得到了相應(yīng)的完善，大部分高校在教學過程中采取的都是多媒體教學的方式，為虛擬教學法的應(yīng)用提供了可靠的教學條件。教師通過在計算機上安裝相關(guān)的虛擬仿真軟件，就可以利用多媒體技術(shù)進行“電子技術(shù)”課程的教學。另外，完善的硬件設(shè)施使得教師也可以利用虛擬仿真軟件對實驗進行演示教學，解決了我國傳統(tǒng)“電子技術(shù)”課程教學中的實驗教學問題。

4.2開發(fā)虛擬仿真技術(shù)的條件較為完善

在計算機技術(shù)的發(fā)展過程中，我國高校的電子類專業(yè)實驗室也設(shè)置了相關(guān)的計算機設(shè)備，使得高校具備了開發(fā)虛擬仿真技術(shù)的條件。另外，我國的很多高校的“電子技術(shù)”專業(yè)中也具備了較為完善的網(wǎng)絡(luò)技術(shù)以及數(shù)字信號處理等實驗室也配備了相關(guān)的微機。同時，高校也在微機上安裝了Matlab等仿真平臺，為“電子技術(shù)”課程的虛擬仿真教學提供了完善的條件。除此之外，部分高校的學生也有自己的電腦，可以在電腦中安裝相關(guān)的虛擬仿真軟件，可以不受時間和空間地限制進行實驗設(shè)計。

5在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學法的重要性

5.1有利于調(diào)動學生的學習積極性

通過在“電子技術(shù)”課程中應(yīng)用虛擬教學法，有利于調(diào)動學生的學習積極性。第一，高校在電子信息技術(shù)課程的教學過程中，通過建立實驗基地，可以打造出鍛煉學生的實踐能力的綜合性平臺，幫助學生將所學到的理論知識應(yīng)用到實際的操作過程中，從而加深對理論知識的理解，提高自身的實踐能力。第二，在實際的虛擬仿真軟件的操作過程中，也可以將學生難理解的理論知識用更加形象的方式表達出來，讓學生更加直觀地感受到“電子技術(shù)”課程的相關(guān)知識，提升學生的學習積極性和增強學生的學習興趣。第三，教師在應(yīng)用虛擬教學法進行教學的時候，也可以通過教學節(jié)奏的把控，來幫助學生探索并思考相關(guān)的知識結(jié)構(gòu)，使其主動參與到教學過程中，凸顯學生學習的主體地位，最終實現(xiàn)教學目標。

5.2有利于提升學生的實踐動手能力

隨著科學技術(shù)的快速發(fā)展，企業(yè)生產(chǎn)工藝更新加快，新技術(shù)被采用的步伐加快，這對高職院校人才培養(yǎng)提出了更高的要求，高職院校在“電子技術(shù)”課程的教學過程中著重以培養(yǎng)應(yīng)用型人才為教學目標，在教學過程中，重點培養(yǎng)學生的分析能力、動手能力和實踐能力。而通過在“電子技術(shù)”課程教學過程中應(yīng)用虛擬教學法，可以有效提升學生的實踐動手能力。高校通過為學生提供實踐操作平臺和操作環(huán)境，可以引導學生學會理論知識的應(yīng)用，加深對“電子技術(shù)”課程的了解。虛擬教學法在教學實際應(yīng)用過程中，更加強調(diào)學生學習的自主性，學生通過虛擬技術(shù)體驗知識要點和能力要點，實現(xiàn)理論知識和實踐操作完美融合，進一步提高“電子技術(shù)”課程教學的趣味性、有效性，幫助學生及時地發(fā)現(xiàn)并解決問題。

6我國高校在“電子技術(shù)”教學中的問題

6.1相關(guān)的學習環(huán)境有待完善

“電子技術(shù)”課程是一門實踐性很強的課程，對于學習情景的要求也較高，但是在我國傳統(tǒng)的教學工作中，教師一般選擇生活中的例子來演示和創(chuàng)設(shè)實驗內(nèi)容。生活中的例子只能說明結(jié)果，無法獲取演進過程，學生在學習中只能知道是什么，卻難以知道因為什么。另外，對于演示實驗所需的教材，由于學校經(jīng)費有限，相關(guān)儀器設(shè)備缺乏或陳舊，導致部分實驗無法完成。即使能進行演示實驗，由于人員、空間、溫度、濕度等諸多因素，實驗結(jié)果會受到一定的影響，產(chǎn)生一定的誤差，難以實現(xiàn)預期的教學目的。

6.2學生的主動探索意識有待加強

在傳統(tǒng)的教學模式下，教師在進行“電子技術(shù)”課程教學時，教學內(nèi)容主要來自于教材，主要教具是粉筆和黑板，即使有演示實驗，也大多是驗證實驗。學生在學習知識的過程中總是被動的，即只記錄和標記老師的講解。在學習過程中，即使有自己獨到的見解，也由于缺乏必要的實驗測試，最終無法實現(xiàn)，學生的主動探索意識有待加強[2]。

7基于虛擬教學法下的“電子技術(shù)”教學措施

7.1將虛擬仿真技術(shù)融入教學課堂

我國以往的“電子技術(shù)”課程教學模式，通常情況下注重理論知識的掌握而忽視實踐能力的培養(yǎng)，課堂大部分時間也用在了理論知識的傳授上，課堂氣氛較為活躍，很容易影響學生聽課積極性。另外，如果理論知識沒有得到實踐的補充和驗證，無形中也會增加學生的學習難度，因此，教師需要將虛擬仿真技術(shù)融入教學課堂，解決我國傳統(tǒng)的“電子技術(shù)”課堂實驗的困境。教師在講解理論知識的同時，要充分利用多媒體進行實驗演示，通過演示抽象的理論概念，幫助學生進行理解，激發(fā)學生的學習興趣，使其愿意主動思考問題，愿意動手進行實驗，進而鞏固相關(guān)知識點。

7.2創(chuàng)新實驗教學方法

“電子技術(shù)”課程的技術(shù)性很強，而學生的技術(shù)能力是需要在實踐中進行不斷積累的，因此，教師在實際的教學過程中，理論知識只是對技術(shù)實踐的知識補充，兩者需要進行充分結(jié)合方能實現(xiàn)最好應(yīng)用。同時，教師需要創(chuàng)新實驗教學方法，在實驗教學中應(yīng)用虛擬教學法，通過應(yīng)用虛擬仿真軟件，讓學生將所學到的理論知識在實驗中進行強化。另外，教師在實際應(yīng)用虛擬教學法進行實驗教學時，還需要加強和學生之間的交流，及時了解學生在實驗過程中遇到的問題，幫助其制定解決問題的方案。同時，教師也要鼓勵學生之間加強交流，通過學生之間的相互學習、相互影響，主動尋找實驗內(nèi)容的知識支撐，從而提高學生之間的相互協(xié)作能力，完善實驗方案，提高學生主動尋找問題和解決問題的能力，最終提高學生“電子技術(shù)”課程的整體學習水平。

7.3增多課程設(shè)計實踐環(huán)節(jié)

教師在應(yīng)用虛擬教學法進行“電子技術(shù)”課程教學時，還需要增加實踐環(huán)節(jié)的課程設(shè)計，進而實現(xiàn)時間目標、教學目標的有效控制。首先需要教師對“電子技術(shù)”課程的教學內(nèi)容進行多個單元模塊的劃分，以此來提高虛擬教學法的有效性；其次，教師在教學過程中，需要對學生進行“電子技術(shù)”課程的演示實驗，在按步驟規(guī)范地操作一次以后，要將實驗的主動權(quán)交給學生，讓學生自主實驗，自主分析，獨立思考，獨立制定實驗計劃；最后，教師在學生實驗操作結(jié)束以后，要安排學生對自己的實驗過程進行簡單的講解和總結(jié)，引發(fā)學生對實驗結(jié)果的思考，讓學生在總結(jié)的過程中實現(xiàn)二次思考，最終實現(xiàn)理論知識的牢固掌握[3]。

8結(jié)語